O setor de commodities minerais relacionados à produção de pilhas e baterias indica um cenário global atrativo para empreendedores que apostarem na transformação de insights de mercado em oportunidades de negócio, financiando programas de exploração mineral (e, também, desenvolvimento de processos) para obter produtos mais eficientes – e de custo mais baixo – para armazenamento de energia.
Unidades de produção de energia eólica, energia solar e construção de veículos elétricos puros (VEs) e híbridos (VEHs) utilizam baterias para armazenamento de energia, criando demanda para cobalto, lítio, cobre (muito cobre), grafite e manganês. Os aparelhos eletrônicos portáteis também necessitam desses minerais.
Dois tipos de baterias e pilhas estão disponíveis no mercado:
- Baterias e pilhas primárias (ou secas) dentre as quais se destaca a de zinco-carbono. O termo bateria e pilha seca tem relação com o estado pastoso (e não líquido) do eletrólito;
- Baterias e pilhas secundárias (recarregáveis) são usadas em situações que exigem alta potência (maior corrente elétrica em tempo menor); é o caso das baterias ion-lítio.
Baterias e pilhas têm ciclo de vida útil limitado, o que significa volumes expressivos para descarte de materiais com alto potencial poluidor, que deverá ser adequadamente administrado para atender protocolos de sustentabilidade global/regional, visando à qualidade de vida e proteger recursos minerais (não renováveis) essenciais para gerações futuras.
A conferência anual Minor Metals Trade Association (MMTA) que ocorreu em Montreal 2018 (www.metalbulletin.com) destaca:
- O crescimento da indústria de equipamentos eletrônicos portáteis se apresenta com taxas de crescimento anual de 8 a 10%;
- Projeções recentes para demandas de baterias íon-lítio na indústria de VEs e VEHs sinalizam taxas de crescimento anual entre 20 e 30% até o ano de 2024;
- O crescimento global em grande parte será liderado pelo mercado chinês com seu agressivo programa de automóveis com emissão zero, sendo que esse comprometimento já em prática mostra que 8% de todos os veículos vendidos (China) em 2018 é esperado que sejam VEs, com projeção estimada para 12% em 2020 (Figura 1);
- Aproximadamente 48% do custo total de produção do VEs está na bateria, o qual têm sido progressivamente reduzido (US1.000/KwH em 2010 para US175/KwH em 2018). A Tesla tem como meta produzir baterias íon-lítio ao custo de US$100/KwH em 2020.
A Figura 2 (adaptada de Goonan, 2012) mostra a evolução de vendas de baterias recarregáveis no período entre 1991 a 2007 (China iniciou programa de produção de VEs em 2009).
Considerando-se que o tempo médio para colocar em produção uma nova mina (greenfield) e de 7 a 10 anos (dependendo do país) e, admitindo-se também que as demandas por commodities para se produzir baterias e pilhas cresçam de acordo com as projeções do mercado, haverá déficit nas ofertas globais de lítio, cobalto, manganês (cátodos) e grafita (ânodos).
Segundo Metal Bulletin, as cotações de lítio saltaram de US$ 8/kg em junho/2015 para US$ 26,18/kg em dezembro/2017. Nesse período, a cotação de cobalto passou de US$ 13,50/lb para U$ 43,70/lb (www.metalbulletin.com). Esse cenário explica o movimento de empresas (produtores tradicionais e novos empreendedores) buscando espaço nesse mercado.
Fontes de lítio na natureza são os minerais/silicatos (espodumenio e lepidolita) em pegmatitos e depósitos de salares/brines (cloreto de lítio). Gasta-se mais energia (custo maior) para produção de carbonato de lítio a partir de pegmatitos– se comparado a salares/brines.
A Tabela 1 lista novos projetos de Lítio (pegmatitos & salmouras) em início de produção no ano de 2018.
Para cobalto, as respostas do mercado – para novas ofertas – estão relacionados a duas operações relevantes: a primeira é a retomada da Glencore Kamoto (fechada em 2015) e a segunda, é o início da operação para extrair cobalto de tailings (com capacidade para 20.000 ton/ano) gerados na década de 1950– Roan Tailing Treatment –da ERG, na República Democrática do Congo (RDC).
O aumento de demanda para aparelhos eletrônicos portáteis e, particularmente, VEs, alavanca o setor de reciclagem de baterias. A reciclagem de baterias descartadas (VEs) poderá responder por 50% do volume de lítio necessário para produção de novas baterias em 2040 (Gaines, 2009). A reciclagem não recupera somente lítio, mas também metais como cobalto e níquel.
Rotas para reciclagem de baterias (todos os tipos) via processos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos (Tabela 2)
Existem leis, em diversos países, que proíbem o descarte de baterias em aterros para lixos sólidos por razões de segurança, saúde e meio ambiente. Dessa forma, programas de reciclagem de baterias estão em franca evolução visando recuperar e reutilizar insumos importantes como cobalto, lítio, níquel, manganês (cátodos), flúor (eletrólito) e alumínio (invólucros). Borras de carvão (anodos) podem ser aproveitados na construção civil ou construção de estradas.
No Brasil, o descarte de baterias é regulamentado pela Resolução CONAMA 401, de 2008, que estabelece os limites máximos de chumbo, cádmio e mercúrio para pilhas e baterias comercializadas no território nacional, e os critérios e padrões para o seu gerenciamento ambientalmente adequado.
Nota:
“Para as pilhas e baterias não contempladas nesta Resolução, deverão ser implementados, de forma compartilhada, programas de coleta seletiva pelos respectivos fabricantes, importadores, distribuidores, comerciantes e pelo poder público” e pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (art. 33 da Lei nº 12305/10 – legislação posterior à Resolução Conama que também trata dessa destinação e traz a logística reversa como obrigação de fabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes).
Referências citadas:
Goonan G. A, 2012: Lithium use in batteries, circular 1371 – USGS
Gaines, Linda, 2009, Lithium-ion battery recycling issues: Argonne National Laboratory, May 21, 25 p., accessed December 29, 2009, at http:www1.eere.energy.gov/ vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2009/propulsion_ materials/pmp_05_gaines.pdf.
*Vitor Mirim é geólogo de exploração da VRM Geologia e Mineração
